[發(fā)明專利]一種脈沖X射線曝光時間測量模塊、系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210051521.4
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114245552A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李德紅;張健;張曉樂;黃建微;成建波;張璇;劉川鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量科學(xué)研究院
• 主分類號: H05G1/28
• 分類號: H05G1/28
• 代理公司: 北京慧誠智道知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11539
• 代理人: 高梅

本發(fā)明提供了一種脈沖X射線曝光時間測量模塊，脈沖X射線曝光時間測量模塊包括脈沖時間測量單元和信號處理單元；脈沖時間測量單元，探測射線束中心出射的X射線，并將X射線轉(zhuǎn)換為光信號，將光信號轉(zhuǎn)換為電流信號；信號處理單元，與脈沖時間測量單元相連接，對電流信號進行處理，得到模擬信號，以通過模擬信號得到X射線的曝光時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輻射測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種脈沖X射線曝光時間測量模塊、系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

在醫(yī)用射線診斷、放射治療和射線安檢等領(lǐng)域大量使用脈沖式的X射線，為了確保人員健康，需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o措施，因此對X射線相應(yīng)劑量的準(zhǔn)確測量和評價尤為重要。當(dāng)前使用的主動式劑量監(jiān)測儀表大多用于連續(xù)曝光的輻射場，由于主動式劑量儀表的電子學(xué)線路決定了這類儀表具有一定的時間常數(shù)，因此這些主動式劑量儀表在脈沖式輻射場下的測量結(jié)果往往與實際劑量值有差異，為了準(zhǔn)確評估這類儀表的性能，需要保證曝光時間準(zhǔn)確，為此提出了一種用于脈沖X射線曝光時間測量方法。

現(xiàn)有技術(shù)中的用于脈沖X射線曝光時間測量方法有以下幾種：

第一種、非介入式測量mAs的測量設(shè)備：這種設(shè)備給出的mAs的信息，即光管電流和曝光時間乘積的信息，并不能給出明確的曝光時間。

第二種、非介入式X射線管電壓測量：如圖1所示，非介入式管電壓(kVp)測量是基于改變吸收材料的厚度,檢測出不同的X射線輻射量,通過不同的X射線輻射量的比較,計算出管電壓。這種通過測量射線強度來計算管電壓的方法,回避了直接測量高壓,避免了高壓作業(yè)的危險,實現(xiàn)了非介入測量。但是測量光管高壓的變化，對于實際曝光時間具有一定的參考價值，但并非直接測量曝光時間。

第三種、介入式分壓測量系統(tǒng)，如圖2所示，該系統(tǒng)包括介入式分壓箱、數(shù)字電壓表和數(shù)據(jù)采集軟件。X射線光機的光管和高壓發(fā)生器之間聯(lián)入分壓箱，數(shù)字電壓表采用五位半數(shù)字萬用表，測量輸出分壓。示波器可以監(jiān)視管電壓的波形。這種測量系統(tǒng)由于其本身的時間常數(shù)決定了通常只能用于連續(xù)曝光的X射線設(shè)備，對于毫秒級曝光時間的脈沖X射線并不適用。類似的，這種方法只能測量光管高壓的變化，并非直接測量曝光時間。

因此，第一和第二種的非介入測量方法，通過測量管電壓，由于不直接測量大家最為關(guān)注的X射線本身，只能在管電壓測量結(jié)果的基礎(chǔ)上進行推斷，管電壓測量結(jié)果往往只能作為參考；通過測量mAs的方法，也不能直接給出曝光時間，還是不能用于現(xiàn)有主動式劑量監(jiān)測儀表的時間響應(yīng)評價。

第三種的通過介入式測量，即測量高壓發(fā)生器的電壓信號，隨著高壓信號的通斷和強弱來判斷射線出射的時間，即曝光時間，最大的問題在于測量的是高壓信號，屬于間接測量，而且光機所需要的高壓往往達到100kV量級，有較大的安全隱患。

因此，急需一種可以直接測量脈沖X射線曝光時間的模塊、系統(tǒng)及方法，以快速、直接、安全的對脈沖X射線曝光時間進行測量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種脈沖X射線曝光時間測量模塊、系統(tǒng)及方法，以直接測量脈沖X射線曝光時間。

第一方面，本發(fā)明提供了一種脈沖X射線曝光時間測量模塊，所述脈沖X射線曝光時間測量模塊包括脈沖時間測量單元和信號處理單元；

所述脈沖時間測量單元，探測射線束中心出射的X射線，并將所述X射線轉(zhuǎn)換為光信號，將所述光信號轉(zhuǎn)換為電流信號；

所述信號處理單元，與所述脈沖時間測量單元相連接，對所述電流信號進行處理，得到模擬信號，以通過所述模擬信號得到X射線的曝光時間。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述信號處理單元具體包括放大器、增益調(diào)節(jié)器、第一電容、第二電容和第三電容、第五電阻和第六電阻；